[發(fā)明專利]用于低功率負(fù)載的智能電子開關(guān)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080018204.8
• 申請(qǐng)日: 2010-04-22
• 公開（公告）號(hào): CN102414974A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊秉銳;克里斯托弗·詹姆士·薩爾韋斯特里尼;米格爾·阿瓜多·佩萊斯;唐納多·F·豪斯曼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 盧特龍電子公司
• 主分類號(hào): H02M5/257
• 分類號(hào): H02M5/257;H03K17/725
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 關(guān)兆輝;謝麗娜

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2010年3月31日提交的題為“用于低功率負(fù)載的智能電子開關(guān)(SMART?ELECTRONIC?SWITCH?FOR?LOW-POWER?LOADS)”的共同轉(zhuǎn)讓美國專利申請(qǐng)No.12/751,324的優(yōu)先權(quán)，其是于2009年4月24日提交的題為“具有零電流開態(tài)的智能負(fù)載控制裝置(SMART?LOAD?CONTROL?DEVICE?HAVING?A?ZERO-CURRENT?OFF?STATE)”的共同轉(zhuǎn)讓美國臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/172,511，以及于2009年7月20日提交的題為“用于低功率負(fù)載的智能電子開關(guān)(SMART?ELECTRONIC?SWITCH?FOR?LOW-POWER?LOADS)”的共同轉(zhuǎn)讓美國臨時(shí)申請(qǐng)No.61/226,990的非臨時(shí)申請(qǐng)，通過引用將上述專利申請(qǐng)的全部公開內(nèi)容通過參考并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及負(fù)載控制裝置，其用于控制從交流(AC)電源傳送至電負(fù)載的功率，且更具體地涉及具有控制器、閂鎖繼電器、以及電源的“智能”雙線電子開關(guān)，其將AC電源的基本上所有的線電壓都提供至負(fù)載，并以不會(huì)導(dǎo)致負(fù)載的不適當(dāng)運(yùn)行的方式使電流流過負(fù)載。

背景技術(shù)

典型的負(fù)載控制裝置可操作用于控制從交流(AC)電源傳送至電負(fù)載(例如照明負(fù)載或電機(jī)負(fù)載)的功率量。壁裝式負(fù)載控制裝置適于安裝至標(biāo)準(zhǔn)電暗線箱。調(diào)光開關(guān)包括可控導(dǎo)電裝置(諸如三端雙向可控硅開關(guān)之類的雙向半導(dǎo)體開關(guān))，其串聯(lián)在電源和負(fù)載之間。在AC電源的半周期部分中，控制可控導(dǎo)電裝置的導(dǎo)電和不導(dǎo)電，由此控制傳送至負(fù)載的功率量(例如利用相位控制調(diào)光技術(shù))。“智能”調(diào)光開關(guān)(即數(shù)字調(diào)光開關(guān))包括用于控制半導(dǎo)體開關(guān)的微處理器(或類似控制器)，以及用于為微處理器供電的電源。此外，智能調(diào)光開關(guān)可包括全部由電源供電的存儲(chǔ)器、通信電路、以及多個(gè)發(fā)光二極管(LED)。

電子開關(guān)(即數(shù)字開關(guān))包括可控導(dǎo)電裝置(例如繼電器或雙向半導(dǎo)體開關(guān))、微處理器、和電源。與智能調(diào)光開關(guān)相反，不利用相位控制調(diào)光技術(shù)來控制電子開關(guān)的可控導(dǎo)電裝置，而是在AC電源的每半個(gè)周期期間控制其導(dǎo)電或不導(dǎo)電，由此觸發(fā)電負(fù)載的導(dǎo)通和斷開。通常，壁裝式電子開關(guān)不需要AC電源的中性點(diǎn)側(cè)的接頭(即，電子開關(guān)是“雙線”裝置)。這在電子開關(guān)以改型安裝方式(即，取代其中沒有中性點(diǎn)接頭的電暗線箱中的現(xiàn)有開關(guān)或負(fù)載控制裝置)安裝時(shí)特別有用。

為了充電，雙線電子開關(guān)的電源必須產(chǎn)生電源兩端的電壓量。因此，不是所有的AC電源的AC線電壓都適于為電負(fù)載供電，且電負(fù)載可能不會(huì)適當(dāng)運(yùn)行。例如，如果電負(fù)載是照明負(fù)載，則照明負(fù)載不會(huì)按最大可能強(qiáng)度來進(jìn)行照明。此外，電源必須使電流流過受控電負(fù)載以便充電，這會(huì)使某些類型的電負(fù)載產(chǎn)生問題。例如，當(dāng)電負(fù)載是照明負(fù)載時(shí)，電源電流的幅度不能大到致使照明負(fù)載照明或閃爍的程度。而且，對(duì)于某些負(fù)載，例如緊湊型熒光燈來說，不能傳導(dǎo)正弦電流，且因此電流不能在AC電源的線周期的某些部分期間傳導(dǎo)通過這些電負(fù)載。

因此，需要具有用于導(dǎo)通和斷開負(fù)載的控制器以及單電源的電子開關(guān)，該單電源以不會(huì)導(dǎo)致負(fù)載的不適當(dāng)運(yùn)行的方式操作。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，雙線電子開關(guān)適于連接在AC電源和電負(fù)載之間，以用于導(dǎo)通和斷開電負(fù)載，該雙線電子開關(guān)包括：可控導(dǎo)電裝置，其適于串聯(lián)連接在電源和負(fù)載之間；控制器，其可操作連接可控導(dǎo)電裝置，用以控制可控傳導(dǎo)；輸出電容，其可操作以產(chǎn)生用于為控制器供電的DC電源電壓；以及內(nèi)嵌(in-line)電源，其在輸出電容相對(duì)于AC電源的頻率異步充電時(shí)進(jìn)行控制，以致內(nèi)嵌電源可操作用于在每半個(gè)周期期間的任意時(shí)刻開始和停止充電。可控導(dǎo)電裝置適于在可控導(dǎo)電裝置導(dǎo)電時(shí)將負(fù)載電流傳導(dǎo)通過負(fù)載。控制器使可控導(dǎo)電裝置導(dǎo)電和不導(dǎo)電，以分別導(dǎo)通和斷開負(fù)載。內(nèi)嵌電源與可控導(dǎo)電裝置串聯(lián)連接，且還連接至輸出電容以在輸出電容充電時(shí)進(jìn)行控制，以便在可控導(dǎo)電裝置導(dǎo)電時(shí)在輸出電容上產(chǎn)生DC電源電壓。在輸出電容充電時(shí)，在內(nèi)嵌電源上產(chǎn)生的電壓的幅度基本上比AC電源的AC線電壓的峰值電壓小。輸出電容在可控導(dǎo)電裝置導(dǎo)電時(shí)適于傳導(dǎo)負(fù)載電流達(dá)AC電源的線周期的至少一部分時(shí)間。電源在AC電源的每半個(gè)周期期間至少對(duì)輸出電容開始和停止充電一次。